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表驱动法

在我们平时的开发中,if else 是最常用的条件判断语句。在一些简单的场景下,if else 用起来很爽,但是在稍微复杂一点儿的逻辑中,大量的 if else 就会让别人看的一脸蒙逼。如果别人要修改或者新增一个条件,那就要在这个上面继续增加条件。这样恶性循环下去,原本只有几个 if else 最后就有可能变成十几个,甚至几十个。别说不可能,我就见过有人在 React 组件里面用了大量的 if else,可读性和可维护性非常差。(当然,这个不算 if else 的锅,主要是组件设计的问题)
这篇文章主要参与自《代码大全 2》,原书中使用 vb 和 java 实现,这里我是基于 TypeScript 的实现,对书中内容加入了一些自己的理解。
从一个例子说起
日历
假如我们要做一个日历组件,那我们肯定要知道一年 12 个月中每个月都多少天,这个我们要怎么判断呢?最笨的方法当然是用 if else 啊。
if (month === 1) {
return 31;
}
if (month === 2) {
return 28;
}

if (month === 12) {
return 31;
}
这样一下子就要写 12 次 if,白白浪费了那么多时间,效率也很低。这个时候就会有人想到用 switch/case 来做这个了,但是 switch/case 也不会比 if 简化很多,依然要写 12 个 case 啊!!!甚至如果还要考虑闰年呢?岂不是更麻烦?
我们不妨转换一下思维,每个月份对应一个数字,月份都是按顺序的,我们是否可以用一个数组来储存天数?到时候用下标来访问?
const month: number = new Date().getMonth(),
year: number = new Date().getFullYear(),
isLeapYear: boolean = year % 4 == 0 && year % 100 != 0 || year % 400 == 0;

const monthDays: number[] = [31, isLeapYear ? 29 : 28, 31, … , 31];
const days: number = monthDays[month];
概念
看完上面的例子,相信你对表驱动法有了一定地认识。这里引用一下《代码大全》中的总结。
表驱动法就是一种编程模式,从表里面查找信息而不使用逻辑语句。事实上,凡是能通过逻辑语句来选择的事物,都可以通过查表来选择。对简单的情况而言,使用逻辑语句更为容易和直白。但随着逻辑链的越来越复杂,查表法也就愈发显得更具吸引力。
使用表驱动法前需要思考两个问题,一个是如何从表中查询,毕竟不是所有场景都像上面那么简单的,如果 if 判断的是不同的范围,这该怎么查?另一个则是你需要在表里面查询什么,是数据?还是动作?亦或是索引?基于这两个问题,这里将查询分为以下三种:

直接访问
索引访问
阶梯访问

直接访问表
我们上面介绍的那个日历就是一个很好的直接访问表的例子,但是很多情况并没有这么简单。
统计保险费率
假设你在写一个保险费率的程序,这个费率会根据年龄、性别、婚姻状态等不同情况变化,如果你用逻辑控制结构(if、switch)来表示不同费率,那么会非常麻烦。
if (gender === ‘female’) {
if (hasMarried) {
if (age < 18) {
//
} else if (age < 65) {
//
} else {
//
}
} else if (age < 18) {
//
} else if (age < 65) {
//
} else if {
//
}
} else {

}
但是从上面的日历例子来看,这个年龄却是个范围,不是个固定的值,没法用数组或者对象来做映射,那么该怎么办呢?这里涉及到了上面说的问题,如何从表中查询?这个问题可以用阶梯访问表和直接访问表两种方法来解决,阶梯访问这个后续会介绍,这里只说直接访问表。有两种解决方法:1、复制信息从而能够直接使用键值
我们可以给 1 -17 年龄范围的每个年龄都复制一份信息,然后直接用 age 来访问,同理对其他年龄段的也都一样。这种方法在于操作很简单,表的结构也很简单。但有个缺点就是会浪费空间,毕竟生成了很多冗余信息。
2、转换键值我们不妨再换种思路,如果我们把年龄范围转换成键呢?这样就可以直接来访问了,唯一需要考虑的问题就是年龄如何转换为键值。我们当然可以继续用 if else 完成这种转换。前面已经说过,简单的 if else 是没什么问题的,表驱动只是为了优化复杂的逻辑判断,使其变得更灵活、易扩展。
enum genders {
lessThan18 = ‘<18′,
between18And56 = ’18-65’,
moreThan56 = ‘>65′
}
enum genders {
female = 0,
male = 1
}
enum marry = {
unmarried = 0,
married = 1
}
const age2key = (age: number): string => {
if (age < 18) {
return genders.lessThan18
}
if (age < 65) {
return genders.between18And56
}
return genders.moreThan56
}
const premiumRate: {
[genders: string]: {
[marry: string]: {
rate: number
}
}
} = {
[genders.lessThan18]: {
[genders.female]: {
[marry.unmarried]: {
rate: 0.1
},
[marry.married]: {
rate: 0.2
}
},
[genders.male]: {
[marry.unmarried]: {
rate: 0.3
},
[marry.married]: {
rate: 0.4
}
}
},
[genders.between18And56]: {
[genders.female]: {
[marry.unmarried]: {
rate: 0.5
},
[marry.married]: {
rate: 0.6
}
},
[genders.male]: {
[marry.unmarried]: {
rate: 0.7
},
[marry.married]: {
rate: 0.8
}
}
},
[genders.moreThan56]: {
[genders.female]: {
[marry.unmarried]: {
rate: 0.5
},
[marry.married]: {
rate: 0.6
}
},
[genders.male]: {
[marry.unmarried]: {
rate: 0.7
},
[marry.married]: {
rate: 0.8
}
}
}
const getRate = (age: number, hasMarried: 0 | 1, gender: 0 | 1) => {
const ageKey: string = age2key(age);
return premiumRate[ageKey]
&& premiumRate[ageKey][gender]
&& premiumRate[ageKey][gender][hasMarried]
}
索引访问表
我们前面那个保险费率问题,在处理年龄范围的时候很头疼,这种范围往往不像上面那么容易得到 key。我们当时提到了复制信息从而能够直接使用键值,但是这种方法浪费了很多空间,因为每个年龄都会保存着一份数据,但是如果我们只是保存索引,通过这个索引来查询数据呢?假设人刚出生是 0 岁,最多能活到 100 岁,那么我们需要创建一个长度为 101 的数组,数组的下标对应着人的年龄,这样在 0 -17 的每个年龄我们都储存 '<18’,在 18-65 储存 ’18-65′, 在 65 以上储存 ’>65’。这样我们通过年龄就可以拿到对应的索引,再通过索引来查询对应的数据。看起来这种方法要比上面的直接访问表更复杂,但是在一些很难通过转换键值、数据占用空间很大的场景下可以试试通过索引来访问。
const ages: string[] = [‘<18’, ‘<18’, ‘<18’, ‘<18′, … , ’18-65′, ’18-65′, ’18-65′, ’18-65’, … , ‘>65’, ‘>65’, ‘>65’, ‘>65’]
const ageKey: string = ages[age];
阶梯访问表
同样是为了解决上面那个年龄范围的问题,阶梯访问没有索引访问直接,但是会更节省空间。为了使用阶梯方法,你需要把每个区间的上限写入一张表中,然后通过循环来检查年龄所在的区间,所以在使用阶梯访问的时候一定要注意检查区间的端点。
const ageRanges: number[] = [17, 65, 100],
keys: string[] = [‘<18′, ’18-65’, ‘>65’],
len: number = keys.length;
const getKey = (age: number): string => {
for (let i = 0; i < len; i++) {
console.log(‘i’, i)
console.log(‘ageRanges’, ageRanges[i])
if (age <= ageRanges[i]) {
return keys[i]
}
}
return keys[len-1];
}
阶梯访问适合在索引访问无法适用的场景,比如如果是浮点数,就无法用索引访问创建一个数组来拿到索引。在数据量比较大的情况下,考虑用二分查找来代替顺序查找,。在大多数情况下,优先使用直接访问和索引访问,除非两者实在无法处理,才考虑使用阶梯访问。
从这三种访问表来看,主要是为了解决如何从表中查询,在不同的场景应该使用合适的访问表。
参考资料:
代码大全(第 2 版)

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